DE10053690A1 - Presse mit Linearschlitten - Google Patents
Presse mit LinearschlittenInfo
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Abstract
Presse, bestehend aus einem Schieber, der entlang einer vertikalen Achse bewegbar ist; einer Kurbelwelle; einem Verbindungsstück, wobei das Verbindungsstück eine Drehung der Kurbelwelle auf den Schieber überträgt, so daß sich der Schieber durch die Drehung der Kurbelwelle entlang der vertikalen Achse bewegt; einem Antriebsglied, das mit einem Ende mit dem Schieber verbunden ist; einem Antriebsverbindungsglied, das mit einem Ende mit dem Antriebsglied verbunden ist; einem oberen Kniehebel; einem festen Drehzapfen, wobei der obere Kniehebel an einem Punkt schwenkbar an dem festen Drehzapfen angeordnet ist, wobei der obere Kniehebel mit dem Antriebsverbindungsglied verbunden ist; einem Verbindungsglied, über das der obere Kniehebel mit einem Schlitten verbunden ist; sowie einem Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe, der den Schwenkbereich um einen Drehzapfen begrenzt, der das Antriebsglied mit dem Antriebsverbindungsglied verbindet.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Presse mit einem Schlitten. Insbe
sondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Presse, deren Schlitten sich durch
die Verwendung von Kniehebeln linear bewegt. Die vorliegende Erfindung ist
nützlich, wennn die Hubhöhe des Schlittens erheblich verstellt werden muß, oder
wenn der untere Totpunkt eingestellt werden muß.
Das Japanische Patent Nr. 7-55399 zeigt ein Beispiel einer Presse, bei der
der Schlitten eine Linearbewegung ausführt. Diese Presse wandelt die Drehung
eines exzentrischen Abschnitts einer Kurbelwelle in eine Linearbewegung um.
Die Linearbewegung wird durch ein Verbindungsglied auf einen zentralen Dreh
zapfen übertragen, der einen unteren und einen oberen Kniehebel verbindet. Hier
wird die Drehbewegung des exzentrischen Abschnitts der Kurbelwelle über ein
verbindendes Teil auf einen Schieber übertragen. Der Schlitten und der zentrale
Drehzapfen befinden sich jeweils an einem Ende eines ersten und eines zweiten
Glieds. Dies ermöglicht die Vertikalbewegung des Schlittens. Dritte und vierte
Glieder ergänzen dies zu einem Parallelogramm mit den ersten und zweiten Glie
dern. Eine Schraube wird für die Vertikaleinstellung benutzt, um die Hubhöhe
und den unteren Totpunkt des Schlittens einzustellen.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift 48-42471 zeigt einen Mecha
nismus zur Einstellung der Hubhöhe, bei dem eine Exzenterwelle mit einem Befe
stigungsbolzen fixiert wird, so daß die Hubhöhe in zwei Stufen verstellt werden
kann.
Das Japanische Patent Nr. 7-55399 zeigt eine andere Presse, bei der die
Vertikalbewegung der Schraube eine Einstellung ermöglicht, indem die Struktur
der das Parallelogramm bildenden Glieder verändert wird. Für die Einstellung der
Hubhöhe des Schlittens wird hier nur ein Wechselverhältnis von 4 erzielt. Die
Einstellung der Hubhöhe des Schlittens führt auch zu einer erheblichen Verstel
lung des unteren Totpunkts. Selbst wenn Feineinstellungen des unteren Totpunkts
möglich sind, bleibt doch das Wechselverhältnis der Hubhöhe relativ klein. Dies
bringt Einschränkungen für die Höhe der Form mit sich.
Bei Kniehebelpressen ist die Beschleunigung am Umkehrpunkt im oberen
Totpunkt im allgemeinen groß. Dies macht einen schnellen Betrieb schwierig.
Ein Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe ist auch in dem Japani
schen Patent Nr. 48-42471 offenbart. Dieser konventionelle Mechanismus erlaubt
keine kontinuierliche Einstellung. Bei der Presse gemäß der Japanischen Patent
schrift Nr. 7-55399 kann die Einstellung kontinuierlich erfolgen, in dem eine
Schraube verwendet wird. Jedoch wird der Preßdruck in diesem Fall auf den Ein
stellmechanismus übertragen, was zu einem schweren Aufbau führt. Die ganze
Vorrichtung muß größer werden und dies führt zu erhöhten Kosten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des Stands
der Technik zu überwinden, und eine kompakte Presse zu schaffen, bei der die
Hubhöhe des Schlittens und der untere Totpunkt einstellbar sind. Insbesondere
soll das Wechselverhältnis bei der Hubhöhe groß sein, so eine Feineinstellung des
unteren Totpunkts möglich sein und es sollen Kniehebel verwendet werden mit
einer geringen Beschleunigung des Schlittens im oberen Totpunkt. Die Einstel
lung der Hubhöhe soll kontinuierlich erfolgen, wobei der Preßdruck nicht oder nur
wenig auf den Einstellmechanismus wirken soll.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Fortbil
dungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren An
sprüchen umfaßt.
Erfindungsgemäß besteht eine Presse aus einem Schieber, der entlang ei
ner vertikalen Achse bewegbar ist; einer Kurbelwelle; einem Verbindungsstück;
wobei das Verbindungsstück eine Drehung der Kurbelwelle auf den Schieber
überträgt, so daß sich der Schieber durch die Drehung der Kurbelwelle entlang der
vertikalen Achse bewegt; einem Antriebsglied, das mit einem Ende mit dem
Schieber verbunden ist, einem Antriebsverbindungsglied, das mit einem Ende mit
dem Antriebsglied verbunden ist, einem oberen Kniehebel, einem festen Drehzap
fen, wobei der obere Kniehebel an einem Punkt schwenkbar an dem festen Drehzapfen
angeordnet ist, wobei der obere Kniehebel mit dem Antriebsverbindungs
glied verbunden ist; einem Verbindungsglied, über das der obere Kniehebel mit
einem Schlitten verbunden ist; sowie einem Mechanismus zur Einstellung der
Hubhöhe, der den Schwenkbereich um einen Drehzapfen begrenzt, das das An
triebsglied mit dem Antriebsverbindungsglied verbindet.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht der Mechanis
mus zur Einstellung der Hubhöhe aus einem verbindenden Drehzapfen, der von
dem Antriebsglied emporragt; einem dritten Glied, das an einem Ende mit dem
Drehzapfen verbunden ist; einer Welle, die drehbar an einem Rahmen gelagert ist;
einem Arm, der an einem Ende mit der Welle verbunden ist; wobei das andere
Ende des Arms mit dem anderen Ende des dritten Glieds verbunden ist und einem
Drehantrieb für die Welle.
Der Drehantrieb besteht beispielsweise aus einem Schneckenrad, das an
der Welle befestigt ist, sowie aus einer Schneckenwelle, die mit dem Schnecken
rad kämmt.
Der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe besitzt Mittel zur Fixie
rung der Welle, die aus einem beweglich mit der Welle verbundenen Haltezylin
der, einer Klaue auf der Welle, die einen Bewegungsspielraum des Haltezylinders
begrenzt und einer Druckvorrichtung bestehen, die den Haltezylinder und die
Klaue mit unter Druck stehendem Öl versorgt.
Der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe besteht vorteilhafterweise
aus einem Bolzen, der auf dem Antriebsglied emporragt, sowie einem Zahnrad
mit einem Drehwinkel, das eine Führungsnut für den Bolzen aufweist, wobei Ein
stellmittel für die Einstellung des Drehwinkels vorhanden sind.
Nach einer besonderen Ausführung der Erfindung weist die Mittelachse
des verbindenden Drehzapfens einen Versatz zu der Mittelachse des Schnecken
rads auf.
Im folgenden wird die Erfindung beispielshaft anhand von Zeichnungen
näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1(A) eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform
einer Presse;
Fig. 1(B) ist eine schematische Perspektivdarstellung der ersten Ausfüh
rungsform;
Fig. 2 ist eine Perspektivdarstellung des Verbindungsbereichs eines dritten
Glieds gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 3(A) ist ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 3(B);
Fig. 3(B) ist eine Vorderansicht eines Verbindungsbereichs eines dritten
Glieds gemäß der ersten Ausführung der Erfindung;
Fig. 4(A) ist eine schematische Vorderansicht einer zweiten Ausführungs
form einer Presse;
Fig. 4(B) ist eine schematische Perspektivdarstellung einer Presse nach der
zweiten Ausführungsform;
Fig. 5 ist eine schematische Vorderansicht einer ganzen Presse gemäß der
zweiten Ausführung der Erfindung;
Fig. 6 ist eine kinematische Darstellung eines Antriebsmechanismusses
gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 7 ist eine Zeichnung zur Erläuterung des Antriebsmechanismusses
gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 8 ist eine kinematische Darstellung eines Antriebsmechanismusses
gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung;
Fig. 9 ist eine kinematische Darstellung eines Antriebsmechanismusses
gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung;
Fig. 10(A) ist ein Diagramm der Linie des Schlittenhubs gemäß der zwei
ten Ausführung der Erfindung;
Fig. 10(B) ist eine Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Nei
gungswinkel und einem Schlittenhub gemäß der zweiten Ausführungsform;
Fig. 11(A) ist ein Diagramm des Schlittenhubs gemäß der dritten Ausfüh
rung der Erfindung;
Fig. 11(B) ist eine Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Nei
gungswinkel und einem Schlittenhub gemäß der dritten Ausführung;
Fig. 12(A) ist ein Diagramm des Schlittenhubs gemäß der vierten Ausfüh
rung der Erfindung;
Fig. 12(B) ist eine Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Nei
gungswinkel und einem Schlittenhub gemäß der vierten Ausführung;
Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführung der Erfindung. Eine Presse 1 be
sitzt einen Schlitten 3, der in einem Rahmen (nicht gezeigt) geführt ist und sich
vertikal bewegen kann. Ein unterer Kniehebel 4 ist mit dem Schlitten 3 verbun
den. Ein oberer Kniehebel 6 ist mit einem festen Drehzapfen 5 des Rahmens ver
bunden. Ein Kniehebel wird dadurch gebildet, indem ein oberes Ende des unteren
Kniehebels 4 mit einem unteren Ende des oberen Kniehebels 5 über einen mitti
gen Verbindungsbolzen 7 verbunden wird.
Eine Kurbelwelle 8 besitzt einen exzentrischen Abschnitt 8A. Ein Verbin
dungsstück 10 verbindet einen Schieber 9 mit dem exzentrischen Abschnitt 8A.
Diese Anordnung erlaubt eine Vertikalbewegung des Schiebers 9. Der obere
Kniehebel 6 besitzt einen Arm 6A, der sich über den Drehbolzen 5 erstreckt und
über ein Verbindungsglied 14 mit dem Schieber 9 verbunden ist. Das Verbin
dungsglied 14 besteht aus einem Antriebsglied 11 und einem Antriebsverbin
dungsglied 12, die durch einen Drehzapfen 13 miteinander verbunden sind.
Der oben beschriebene Aufbau ist an beiden Seiten 2, 2 des Schlittens 3
angeordnet, um eine Verbindung mit dem Schieber 9 zu schaffen. Wie in Fig. 1
(A) gezeigt, ist an dem Rahmen ein Schneckenrad 15 drehbar angeordnet und ist
konzentrisch mit dem Verbindungsdrehzapfen 13, wenn der Schlitten am unteren
Totpunkt ist, d. h. wenn sich der exzentrische Abschnitt 8A über der Kurbelwelle 8
befindet. Ein zweiter Arm 16 erstreckt sich radial von einer Welle 15A des
Schneckenrads. Ein zweiter Bolzen 17 ist an dem Ende des zweiten Arms 16 an
geordnet. Ein drittes Glied 18 verbindet den zweiten Bolzen 17 mit dem Verbin
dungsdrehzapfen 13.
Fig. 2 zeigt eine detaillierte Perspektivansicht des oben beschriebenen
Aufbaus. Der Schieber 9 bewegt sich durch die Rotation des exzentrischen Ab
schnitts 8A der Kurbelwelle 8 vertikal. Die Bewegung des Verbindungsbolzens
13 ist auf einen Kreisabschnitt begrenzt, der sich um den zweiten. Bolzen 17 er
streckt und der das dritte Glied 18 als seinen Radius besitzt. Der Kniehebel, der
durch das Antriebsglied 11 und das Antriebsverbindungsglied 12 gebildet wird,
läßt den Schlitten sich vertikal bewegen.
Wie in Fig. 3A zu erkennen, ist an dem Rahmen ein Antriebszahnrad 36
angeordnet. Das Antriebszahnrad 36 steuert den Drehwinkel des Schneckenrads
15. Die Hubhöhe des Schlittens 3 kann durch die Änderung der Stellung des
zweiten Bolzens 17 um die Welle 15A geändert werden. An den, unteren Tot
punkt des Schlittens 3 ist der Mittelpunkt der Welle 15A des Schneckenrads 15
mit dem Mittelpunkt des Verbindungsbolzens ausgerichtet. Der Mechanismus
zum Einstellen der Hubhöhe besteht aus dem Antriebsglied 11, dem Verbin
dungsdrehzapfen 13, dem dritten Glied 18, der Welle 15A, dem zweiten Arm 16
und den Mittel zum Drehen der Drehwelle 15A. Die Drehmittel bestehen aus dem
Schneckenrad 15 und der Schneckenwelle 36. Der Einstellungsmechanismus er
laubt so die Regelung der Hubhöhe, wobei der untere Totpunkt an einer ungeän
derten, festen Position verbleibt.
Das Schneckenrad 15 ist so an dem Rahmen angeordnet, daß sein Mittel
punkt etwas von dem Drehzapfen 13 des Schlittens 3 abweicht, wenn dieser am
unteren Totpunkt ist. Indem die Stellung des Schneckenrads 15 geändert wird,
wird auch die Position des zweiten Bolzens 17 gegenüber der Welle 15A verän
dert. Indem die Stellung des Schneckenrads 15 geändert wird, wird die Hubhöhe
des Schlittens 3 geändert und auch der untere Totpunkt wird etwas verändert. So
können Feinabstimmungen für die Stellung des zweiten Bolzens 17 vorgenommen
werden um Feineinstellungen des unteren Totpunkts des Schlittens zu erreichen.
Der Schlitten 3 und der untere Kniehebel 4 sind durch ein Schlittenan
triebsglied 19 verbunden. Ein Antriebsglied 21 für ein dynamisches Gleichge
wicht ist an einem zweiten festen Drehpunkt 20 angelenkt. Ein Ende des An
triebsglieds 21 für ein dynamisches Gleichgewicht ist mit dem unteren Ende des
unteren Kniehebels 4 verbunden, während das andere Ende dieses Antriebsglieds
21 mit einem Gewicht 22 für ein dynamisches Gleichgewicht verbunden ist. Das
Schwenken des Antriebsglieds 21 für ein dynamisches Gleichgewicht läßt das
Gewicht 22 sich auf und ab bewegen, so daß die Trägheit der Bewegung des
Schlittens 3 im dynamischen Gleichgewicht gehalten werden kann.
Eine erste Ausführungsform ist in den Fig. 1(A), 1(B), 2, 3(A) und 3(B)
gezeigt. Wenn der Schlitten 3 bei der ersten Ausführungsform am unteren Tot
punkt positioniert ist, kann der zweite Arm 16 innerhalb des zulässigen Winkelbe
reichs bis zu seinem größten Winkel gedreht werden. Die Drehung des zweiten
Arms 16 ändert die Position des zweiten Bolzens 17 und ändert so die Anlenkung
des Antriebsglieds 11 und des Antriebsverbindungsglieds 12. Dies erzeugt eine
Funktion des schnellen Anhebens, die einen raschen Zugang zur Form (nicht gezeigt)
ermöglicht, die an dem Schlitten 3 angeordnet ist, sowie zu einer Grund
platte (Nicht gezeigt). Der Schlitten 3 kann nach oben bewegt werden, während
die Formhöheneinstellung durch die Schlittenstellvorrichtung geregelt werden
kann. Die Formhöhe kann danach wieder exakt auf die ursprüngliche Position
zurückgestellt werden.
Außerdem sieht die erste Ausführungsform vor, daß ein Bolzen zwischen
dem Verbindungsdrehzapfen 13 und dem Antriebsglied 11 an der gleichen Stelle
angeordnet wird, wie der Drehzapfen 13. Dieser Bolzen kann jedoch irgendwo
zwischen dem Drehzapfen 13 und dem Antriebsglied 11 angeordnet sein.
Fig. 3(A) zeigt eine Detailstudie einer Halterung 40 für die Welle 15A. Die
Halterung 40 schützt das Schneckenrad 15 und die Schneckenwelle 36, indem die
Welle 15A von der Drehung abgehalten wird, wenn sie unter Preßdruck steht.
Ein Haltezylinder 35 ist an den Haltemitteln 40 angeordnet. Der Haltezy
linder 35 ist axial beweglich an der Welle 15A angeordnet. An einem Rahmen
31A ist eine Buchse 37A, 37B angeordnet, um die Welle 15A zu halten. Auf der
Welle 15A ist eine Klaue 15B angeordnet. Die Buchse 37A, 37B und die Klaue
15B schränken die Bewegung des Haltezylinders 35 auf einen sehr kleinen Weg
ein. Der Haltezylinder 35 wird durch hydraulischen Druck aktiviert. Eine Öllei
tung 38 ist an der welle 15A angeordnet, um den hydraulischen Druck zur Bewe
gung des Haltezylinders zur Verfügung zu stellen.
Während eines Preßvorgangs wird der Ölleitung 38 unter Druck stehendes
Öl zugeführt, um zur Fixierung der Welle 15A den Haltezylinder in Richtung P zu
bewegen. Wenn mehr unter Druck stehendes Öl zugeführt wird, drückt dieses des
Haltezylinder 35 gegen die Buchse 37A, während die Welle 15A eine Kraft in
Richtung Q erfährt. Da der zweite Arm 16 an der Welle 15A befestigt ist, drückt
der zweite Arm 16 auf die Buchse 37B. Im Ergebnis wird die Welle 15A fixiert.
Der zweite Arm 16 erfährt über den zweiten Bolzen eine Zugbeanspru
chung von den linken und rechten Wellen 15A, der ihn deformiert. Die Deforma
tion in dem zweiten Arm ist minimal und hat praktisch keinen Einfluß auf die
Arbeit der Presse.
Wie oben diskutiert wird die Welle 15A während des Preßvorgangs der
Presse fixiert. Obwohl der Preßdruck über den zweiten Arm 16 eine Drehkraft auf
die Welle 15A ausübt, wird diese in der fixierten Position gehalten. Da die Welle
15A während des Preßvorgangs in dieser fixierten Position gehalten wird, dreht
sich das Schneckenrad 15 nicht. So bleiben das Schneckenrad 15 und die Schnec
kenwelle 36 während des Preßvorgangs geschützt.
Fig. 4-5 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau
zur Vertikalbewegung des Schlittens 3 durch die Drehung des exzentrischen Ab
schnitts (A der Kurbelwelle 8 ist ähnlich der der oben beschriebenen ersten Aus
führungsform. Auch der Aufbau zum Erhalt des dynamischen Gleichgewichts des
Schlittens 3 durch eine Gewicht 22 für das dynamische Gleichgewicht ist ähnlich,
wie bei der ersten Ausführungsform. Die Elemente, die die gleichen Funktionen
erfüllen, wie bei der ersten Ausführungsform, besitzen die gleichen Positions
nummern und die Beschreibung wird weggelassen. Die folgende Beschreibung
betrifft nur die Unterschiede.
Wie in Fig. 4(A) gezeigt, ist unter der Kurbelwelle 8 ein exzentrischer Ab
schnitt 8A angeordnet. Dies unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform
dadurch, daß der Schlitten 3 am unterem Totpunkt positioniert ist. Die Abläufe
sind jedoch denjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich.
Wie in Fig. 4(A) und 4(B) gezeigt, erstreckt sich ein Bolzen 23 von dem
Antriebsglied 11 in Richtung auf den Schieber 9. Der Bolzen 23 ist an einer mitt
leren Position des Antriebsglieds 11 angeordnet. Der Bolzen 23 wird durch eine
lineare Führungsnut 25 geführt und begrenzt. Die lineare Führungsnut 25 ist an
einer Seite eines Zahnrads 24 angeordnet. Das Zahnrad 24 ist an einem Rahmen
31A angebracht (siehe Fig. 3(A). Der Mittelpunkt des Zahnrads 24 ist so gewählt,
daß er mit dem Mittelpunkt des Bolzens 23 ausgerichtet ist, wenn der Schlitten am
unteren Totpunkt ist und der exzentrische Abschnitt 8A der Kurbelwelle 8 in obe
rer Stellung ist. Das Zahnrad 24 ist an dem Rahmen 31A drehbar angeordnet.
Mit Mitteln zum Einstellen eines Zahnradwinkels kann das Zahnrad 24
fein eingestellt werden. Solche Mittel sind zum Beispiel ein Ritzel auf einer An
triebswelle, das mit dem Zahnrad 24 kämmt, ein Motor oder ein Encoder an dem
Motor, der den Drehwinkel erfassen kann.
Gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung ist die Führungsnut 25 auf
der Seite des Zahnrads 24 angeordnet und verläuft linear. Es ist aber selbstverständlich,
daß andere Formen von Führungsnuten möglich sind, darunter auch
gebogene.
Die Hubhöhe und der untere Totpunkt des Schlittens 3 können geändert
werden, indem der Winkel des Zahnrads 24 eingestellt wird und das Gefälle der
Führungsnut 25 verändert wird. Wie bei der ersten Ausführung der Erfindung
kann der Mittelpunkt des Zahnrads 24 außerhalb von dem Mittelbolzen 23 liegen
und eine leichte vertikale Verschiebung erzeugen. Feineinstellungen für den unte
ren Totpunkt des Schlittens 3 können gemacht werden, indem das Zahnrad 24
gedreht wird und das Gefälle der Führungsnut 25 ein wenig verändert wird.
Wie bei der ersten Ausführungsform können der Schwenkbereich des An
triebsglieds 11 und des Antriebsverbindungsglieds 12 auch bei der zweiten Aus
führungsform geändert werden. Die Position des zweiten Bolzens 17 wird geän
dert, indem der Schlitten zum unteren Totpunkt gefahren wird und der zweite
Arm 16 auf den im erlaubten Bereich maximalen Winkel gedreht wird. Indem die
Position des zweiten Bolzens 17 geändert wird, werden der Schwenkbereich und
das Antriebsverbindungsglied geändert. Dies gestattet ein schnelles Anheben und
raschen Zugriff auf eine Form (nicht gezeigt) die an dem Schlitten 3 angeordnet
ist, sowie auf eine Grundplatte (nicht gezeigt).
Die Vorrichtung zur Einstellung des Schlittens erlaubt es, den Schlitten 3
nach oben zu bewegen, während eine bestimmte Formhöhe bewahrt wird. Die
Formhöhe entspricht einer bestimmten Preßhöhe für ein gepreßtes Produkt. Die
Vorrichtung zur Einstellung des Schlittens erlaubt das Anheben des Schlittens um
Zugriff auf die Form zu haben. Nach dem die Form bearbeitet oder ersetzt wurde,
kann die ursprüngliche Formhöhe wieder exakt hergestellt werden.
Die oben besprochene zweite Ausführung der Erfindung kann an dem
Rahmen einer Presse angeordnet sein. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist eine Schlitten
preßmaschine gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung an dem Rahmen 31A
einer Presse 31 angeordnet. Das Ritzel 26, das mit dem Zahnrad 25 kämmt, er
laubt die Dreheinstellung des Zahnrads 24.
Obwohl Fig. 5 zeigt, daß die Zahnräder 24, 24 kämmen, kann der Aufbau
doch auf der Basis des Abstandes zwischen den linken und rechten Punkten der
Presse 31 nach Wunsch geändert werden. Die gleichen Ergebnisse können auch
erzielt werden, wenn sich der Bolzen 23 an dem Antriebsglied 11 zwischen der
mit dem Verbindungsdrehpunkt 13 ausgerichteten Position und einer anderen,
weiter entfernten Position befindet. Auch mit dem Schneckenrad der ersten Aus
führung können ähnliche Veränderungen im Design vorgenommen werden.
Oben sind verschiedene Antriebssysteme für die Vertikalbewegung des
Schlittens 3 an dem Rahmen 31A beschrieben worden. Bei jedem. Antriebssystem
wird der Schlitten 3 durch einen Kolben auf und abbewegt. Der Rahmen 31A
besitzt ein Bett 32. An einem Rahmen 2 ist eine Führung 28 abgeordnet. Die Füh
rung 28 führt den Kolben 27. Eine Vorrichtung 34 zum Einstellen des Schlittens 3
ist auf dessen Oberseite angeordnet.
Fig. 6 zeigt ein kinematisches Diagramm eines Antriebsmechanismusses,
der gemäß der zweiten Ausführung der Erfindung aufgebaut ist. Hier ist der Win
kel des Zahnrads 24 eingestellt und der Neigungswinkel der Führungsnut 25 ist zu
einem Abwärtswinkel von 0° geändert. Eine Änderung der Hubhöhe des Schlit
tens 3 ergibt sich aus der Drehung der Kurbelwelle 8. Die Veränderung der Hub
höhe ist als Bewegung zwischen dem Ort, an dem der Schieber 9 an seinem unte
ren Ende ist, einer Position, die dem oberen Totpunkt des Schlittens 3 entspricht,
und dem Ort, an dem der Schieber 9 an seinem oberen Ende ist, der dem unteren
Totpunkt des Schlittens 3 entspricht, gezeigt.
Wenn sich der Schieber 9 vertikal bewegt, bewegt sich auch der Bolzen
23. Die Bewegung des Bolzens 23 ist durch die Führungsnuten 25 begrenzt, deren
Neigungswinkel eingestellt wurden. Am unteren Totpunkt des Schlittens 3 ist der
Mittelpunkt des Bolzens 23 immer mit dem Mittelpunkt des Zahnrads 24 ausge
richtet. Der verbindende Abschnitt zwischen dem Antriebsverbindungsglied 12
und dem Arm 6A des oberen Kniehebels 6 ist so an einer festen Position und der
untere Totpunkt des Schlittens 3 wird an einer festen Position gehalten.
Fig. 10(A) zeigt ein Diagramm der Hublinie des Schlittens 3, der gemäß
der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt ist. Das Diagramm der
Hublinie zeigt, daß bei einer Kniehebelpresse, die auf diesem Antriebsmechanis
mus basiert, die Hublinie um den oberen Totpunkt herum, wo der Kurbelwellen
winkel 0° ist, eine milde Kurve zeigt. Die Beschleunigung durch den Richtungs
wechsel des Schlitten 3 am oberen Totpunkt ist gering und erlaubt so einen sehr
schnellen Betrieb. Auch das Verharrungsintervall am unteren Totpunkt (Kurbel
wellenwinkel 180°) besitzt eine passende Länge. Selbst wenn die Hubhöhe des
Schlittens 3 geändert wird, ändert sich nur die Darstellung dieses Merkmals und
es wird keine größeren geometrischen Änderungen im Diagramm geben.
Fig. 10(B) zeigt die Beziehung zwischen der Hubhöhe des Schlittens 3 und
des Neigungswinkels der Führungsnut 25.
In Fig. 6 ist die Kurbelwelle 8 über dem Schieber 9 angeordnet. Daher
werden die Kurbelwellenwinkel von 180° für den oberen Totpunkt und 0° für den
unteren Totpunkt umgedreht.
Fig. 7 ist eine Zeichnung, die die Beschreibung der verschiedenen Mecha
nismen von Fig. 6 zu beschreiben erleichtert. In diesem Fall ist die Hubhöhe des
Schlittens 40 mm und der Bolzen 23 des Antriebsglieds 11 bewegt sich in einem
Winkel von 44° 15" entlang der Führungsnut 25.
Das Verbindungsgelenk 13 zwischen dem Antriebsglied 11 und dem An
triebsverbindungsglied 12 bewegt sich entlang einer Linie B, die die Verbin
dungsgelenke 13', 13 verbindet. Die Verbindungsgelenke 13', 13 entsprechen
sich, wenn der Schlitten 3 den oberen Totpunkt und den unteren Totpunkt er
reicht.
Die Linie B kann entsprechend unterschiedlicher Neigungswinkel der Füh
rungsnut 25 gezeichnet werden. Beim oberen Kniehebel 6 ändert sich ein Winkel
C entsprechend des Neigungswinkels der Führungsnut 25 und der Hubhöhe des
Schlittens 3.
Eine dritte Ausführung der Erfindung ist in Fig. 8 gezeigt. Hier ist ein
Schieber 9 unter der Kurbelwelle 8 angeordnet. Der Schieber 9 kann sich auf und
abbewegen. Der Schieber 9 ist über einen Verbindungsbolzen 10 angetrieben. Ein
zentraler Verbindungsbolzen 7 ist zwischen einem oberen Kniehebel 6 und einem
unteren Kniehebel 4 angeordnet. Der zentrale Verbindungsbolzen 7 ist mit dem
Schieber 9 über ein Antriebsverbindungsglied 12 und ein Antriebsglied 11 ver
bunden. Wenn der Schlitten 3 am unteren Totpunkt ist, ist der Mittelpunkt des
Zahnrads 24 mit dem Mittelpunkt des Bolzens 23 ausgerichtet, der sich vom An
triebsglied her erstreckt. Die beschriebene Struktur arbeitet genauso, wie die oben
diskutierte zweite Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 11(A) zeigt ein Diagramm der Hublinie des Schlittens 3, der gemäß
der dritten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Das Diagramm der
Hublinie zeigt, daß dies um den oberen Totpunkt herum sanft gekrümmt ist. Die
von dem Richtungswechsel des Schlittens 3 am oberen Totpunkt ausgehende Be
schleunigung ist klein und erlaubt ein sehr schnelles Arbeiten.
Wie bei der zweiten Ausführungsform ist das Verharrungsintervall am
unteren Totpunkt angemessen. Der Aufbau besitzt die Charakteristika einer Presse
mit Kniehebeln und ist für schnellen Betrieb geeignet.
Fig. 11(B) zeigt das Verhältnis zwischen der Hubhöhe des Schlittens 3 und
des Neigungswinkels der Führungsnut 25.
Eine vierte Ausführung der Erfindung ist in Fig. 9 gezeigt. Hier ist der
Schieber 9 unterhalb der Kurbelwelle 8 angeordnet und wird durch einen Verbin
dungsbolzen 10 auf und abbewegt. Ein mittlerer Verbindungsbolzen 7 verbindet
einen oberen Kniehebel 6 und einen unteren Kniehebel 4. Der mittlere Verbin
dungsbolzen 7 und der Schieber 9 sind durch ein Antriebsglied 11 und ein An
triebsverbindungsglied 12 verbunden. Der Mittelpunkt des Bolzens 23 des An
triebsglieds 11 ist um einen vertikalen Versatz E außerhalb eines Mittelpunkts O
des Zahnrads 24 versetzt.
Der Bolzen 23 ist in der Nut 25 geführt und begrenzt. Die Nut 25 ist ent
lang eines Durchmessers des Zahnrads 24 angeordnet. Der Verbindungsdrehzap
fen 13 ist zwischen dem Antriebsglied 11 und dem Antriebsverbindungsglied 12
angeordnet. Wenn der Neigungswinkel der Nut 25 zum Beispiels von 0° auf 45°
geändert wird, wird der Versatz E den Drehzapfen 13 am unteren Totpunkt de
Schlittens 3, d. h. an dem untersten Punkt des Schiebers 9, dazu veranlassen, sich
zu dem Verbindungsbolzen 13A zu bewegen. So wird der untere Totpunkt des
Schlittens 3 geändert, indem der Neigungswinkel der Führungsnut 25 geändert
wird.
Fig. 12(B) zeigt das Verhältnis zwischen dem unteren Totpunkt des
Schlittens 3, der Hubhöhe des Schlittens 3 und des Neigungswinkels der Füh
rungsnut 25. Der untere Totpunkt des Schlittens 3 verändert sich um F. Mit dem
Versatz E kann der Neigungswinkel der Führungsnut 25 wesentlich geändert werden
und die Hubhöhe des Schlittens 3 kann eingestellt werden. Indem Feinein
stellungen des Neigungswinkels vorgenommen werden, können Feineinstellungen
bei dem unteren Totpunkt des Schlittens 3 gemacht werden.
Fig. 12(A) zeigt ein Diagramm der Hubhöhe des Schlittens bei der vierten
Ausführungsform der Erfindung. Es gibt keine großen Unterschiede zu den oben
beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsformen. Wie die Darstellungen
zeigen, ist auch die Presse gemäß der vierten Ausführung für den Schnellbetrieb
gut geeignet und besitzt die Charakteristika von Kniehebeln.
Wie in Fig. 1 zu der ersten Ausführung gezeigt, läßt das dritte Glied 18
den Verbindungsdrehzapfen 13 sich in einer gekrümmten Richtung bewegen. Die
Bewegung bei den zweiten bis vierten Ausführungsformen ist dagegen rein linear.
Wie jedoch die Fig. 10 und 11 zeigen, sind die Diagramme der Hubhöhe und des
Verhältnisses zwischen dem Neigungswinkel und der Hubhöhe des Schlittens 3
ähnlich und wird hier nicht weiter diskutiert.
Auch daß ein Versatz zwischen dem Mittelpunkt des Verbindungsbolzens
13 und dem Mittelpunkt des Schneckenrads 15 vorgesehen wird, wenn der
Schlitten 3 am unteren Totpunkt ist, ist ähnlich dem Fall von Fig. 12 und eine
nähere Analyse kann daher weggelassen werden.
Gemäß den Fig. 6 bis 9 können ähnliche Ergebnisse erzielt werden, wenn
es eine links-rechts Symmetrie um eine vertikale Linie durch den Mittelpunkt der
Kurbelwelle gibt. Es können Pressen auch so hergestellt werden, daß sie nur an
einer Seite den beschriebenen Aufbau benutzen, genauso wie symmetrisch auf
beiden Seiten.
Wie oben beschrieben bietet die vorliegende Erfindung ein hohes Ände
rungsverhältnis von 8-10 bei der Hubhöhe, wenn der Neigungswinkel verstellt
wird. Wie die Hubhöhen-Diagramme zeigen, gibt es eine geringe Umkehrbe
schleunigung am oberen Totpunkt, was die Presse für den Schnellbetrieb geeignet
macht. Auch das Verharrungsintervall am unteren Totpunkt ist günstig. Die vor
liegende Erfindung bietet adäquate Charaktteristika für Pressen mit Kniehebeln,
die selbst dann beibehalten werden, wenn die Hubhöhe des Schlittens geändert
wird.
Wie oben beschrieben, kann die Position des unteren Totpunkts beibehal
ten werden, während die Hubhöhe des Schlittens eingestellt wird, Feineinstellungen
bei dem unteren Totpunkt können vorgenommen werden und die Hubhöhe
des Schlittens ist einstellbar. Veränderungen der Hubhöhe des Schlittens und
Feineinstellungen des unteren Totpunkts werden durch Einstellung eines Zahnrads
vorgenommen, das an einer Stelle angeordnet ist, die durch die Feineinstellung
des unteren Totpunkts nicht weiter berührt wird und indem der Drehwinkel eines
Schneckenrads verändert wird. Diese Einstellungen können daher vorgenommen
werden, auch wenn die Presse in Betrieb ist.
Indem der Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe während des Press
vorgangs fixiert ist, können die Kräfte, die auf das Schneckenrad und dergleichen
wirken, verringert werden. Das Schneckenrad usw. kann daher kompakter ausge
führt werden und die Herstellungskosten werden verringert.
In dem es das Merkmal des schnellen Anhebens gibt, kann der Zustand der
Form leicht überprüft werden, was die Instandhaltung und Überprüfung erleich
tert.
Selbstverständlich sind aus der Sicht eines Fachmann viele Modifikationen
an den beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne daß damit der
Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, verlassen
würde.
Claims (10)
1. Presse, bestehend aus:
einem Schieber (3), der entlang einer vertikalen Achse bewegbar ist;
einer Kurbelwelle (8);
einem Verbindungsstück (10);
wobei das Verbindungsstück (10) eine Drehung der Kurbelwelle (8) auf den Schieber überträgt, so daß sich der Schieber (9) durch die Drehung der Kur belwelle entlang der vertikalen Achse bewegt;
einem Antriebsglied (11), das mit einem Ende mit dem Schieber (9) ver bunden ist,
einem Antriebsverbindungsglied (12), das mit einem Ende mit dem An triebsglied (11) verbunden ist,
einem oberen Kniehebel (6),
einem festen Drehzapfen (5), wobei der obere Kniehebel (6) an einem Punkt schwenkbar an dem festen Drehzapfen (5) angeordnet ist,
wobei der obere Kniehebel mit dem Antriebsverbindungsglied (12) ver bunden ist;
einem Verbindungsglied (4), über das der obere Kniehebel (6) mit einem Schlitten (3) verbunden ist;
sowie einem Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe, der den Schwenkbereich um einen Drehzapfen (13) begrenzt, das das Antriebsglied (11) mit dem Antriebsverbindungsglied (12) verbindet.
einem Schieber (3), der entlang einer vertikalen Achse bewegbar ist;
einer Kurbelwelle (8);
einem Verbindungsstück (10);
wobei das Verbindungsstück (10) eine Drehung der Kurbelwelle (8) auf den Schieber überträgt, so daß sich der Schieber (9) durch die Drehung der Kur belwelle entlang der vertikalen Achse bewegt;
einem Antriebsglied (11), das mit einem Ende mit dem Schieber (9) ver bunden ist,
einem Antriebsverbindungsglied (12), das mit einem Ende mit dem An triebsglied (11) verbunden ist,
einem oberen Kniehebel (6),
einem festen Drehzapfen (5), wobei der obere Kniehebel (6) an einem Punkt schwenkbar an dem festen Drehzapfen (5) angeordnet ist,
wobei der obere Kniehebel mit dem Antriebsverbindungsglied (12) ver bunden ist;
einem Verbindungsglied (4), über das der obere Kniehebel (6) mit einem Schlitten (3) verbunden ist;
sowie einem Mechanismus zur Einstellung der Hubhöhe, der den Schwenkbereich um einen Drehzapfen (13) begrenzt, das das Antriebsglied (11) mit dem Antriebsverbindungsglied (12) verbindet.
2. Presse nach Anspruch 1, wobei der Mechanismus zur Einstellung der
Hubhöhe besteht aus:
einem verbindenden Drehzapfen (13), der von dem Antriebsglied empor ragt;
einem dritten Glied (18), das an einem Ende mit dem Drehzapfen (13) verbunden ist;
einer Welle (15A), die drehbar an einem Rahmen gelagert ist;
einem Arm (16), der an einem Ende mit der Welle (15A) verbunden ist;
wobei das andere Ende des Arms (16) mit dem anderen Ende des dritten Glieds (18) verbunden ist; und
einem Drehantrieb für die Welle (15A).
einem verbindenden Drehzapfen (13), der von dem Antriebsglied empor ragt;
einem dritten Glied (18), das an einem Ende mit dem Drehzapfen (13) verbunden ist;
einer Welle (15A), die drehbar an einem Rahmen gelagert ist;
einem Arm (16), der an einem Ende mit der Welle (15A) verbunden ist;
wobei das andere Ende des Arms (16) mit dem anderen Ende des dritten Glieds (18) verbunden ist; und
einem Drehantrieb für die Welle (15A).
3. Presse nach Anspruch 2, wobei der Drehantrieb aus einem Schnecken
rad (15), das an der Welle (15A) befestigt ist, sowie aus einer Schneckenwelle
(36) besteht, die mit dem Schneckenrad kämmt.
4. Presse nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Mechanismus zur Einstellung
der Hubhöhe Mittel zur Fixierung der Welle (15A) besitzt, die aus einem beweg
lich mit der Welle verbundenen Haltezylinder (35), einer Klaue (15B) auf der
Welle, die einen Bewegungsspielraum des Haltezylinders begrenzt und einer
Druckvorrichtung bestehen, die den Haltezylinder und die Klaue mit unter Druck
stehendem Öl versorgt.
5. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mecha
nismus zur Einstellung der Hubhöhe aus einem Bolzen (23) besteht, der auf dem
Antriebsglied (11) emporragt, sowie einem Zahnrad (24) mit einem Drehwinkel,
das eine Führungsnut (25) für den Bolzen (23) aufweist, wobei Einstellmittel für
die Einstellung des Drehwinkels vorhanden sind.
6. Presse nach Anspruch 2, wobei das dritte Glied (18) den verbindenden
Drehzapfen (13) sich linear bewegen läßt.
7. Presse nach Anspruch 2, wobei das dritte Glied (18) den verbindenden
Drehzapfen (13) sich bogenförmig bewegen läßt.
8. Presse nach Anspruch 3, wobei die Mittelachse des verbindenden Dreh
zapfens (13) einen Versatz zu der Mittelachse des Schneckenrads (15) aufweist.
9. Presse nach Anspruch 6, wobei die Mittel zur Einstellung des Winkels
des Zahnrads (24) für eine geringe Umkehrbeschleunigung sorgen, wenn sich die
Presse im oberen Totpunkt befindet.
10. Presse nach Anspruch 6, wobei die Mittel zur Einstellung des Winkels
des Zahnrads (24) für ein Verharrungsintervall sorgen, wenn sich die Pressse im
unteren Totpunkt befindet, so daß sich die Position des unteren Totpunkts nicht
ändert, wenn die Hubhöhe verstellt wird.
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